本发明专利技术公开了一种基于TO封装的带制冷激光器及其封装方法，涉及激光器制造领域，可以解决目前针对带热电致冷器的TO封装，控温效果较差，无法满足MWDM波长应用的技术问题。其中，激光器包括TO基座、热沉、热电制冷器TEC、钨铜块、DML激光器芯片；所述钨铜块为L型，包括垂直面和水平面，所述垂直面垂直于所述TO基座，所述水平面平行于所述TO基座，所述热电制冷器TEC包括冷端和热端，所述冷端与所述钨铜块的水平面底部固化连接，所述热端与所述TO基座固化连接；所述热沉包括第一热沉、第二热沉、第三热沉，所述第一热沉、所述第三热沉与所述TO基座垂直固化连接，所述第二热沉与所述钨铜块的垂直面连接；所述DML激光器芯片与所述第二热沉连接。沉连接。沉连接。
【技术实现步骤摘要】
一种基于TO封装的带制冷激光器及其封装方法
[0001]本专利技术涉及激光器制造领域，尤其涉及到一种基于TO封装的带制冷激光器及其封装方法。
技术介绍
[0002]随着科技的不断发展，半导体激光器的封装技术包括有蝶形封装、TO封装、BOX封装等。其中，TO(Transistor Outline，最早定义被为晶体管外壳)封装是指同轴封装，属于一种全封闭式封装，由于其制作工艺简单、生产成本低、便于灵活使用等优势而被广泛应用于光电子器件如激光器的封装中。
[0003]目前基于MWDM应用的波长两个通道之间的最短间隔为7nm，而DML激光器芯片波长会随着温度变化进行漂移，要在工业级温度范围（
‑
40~85℃）内使用，必须加热电致冷器（TEC）进行温度控制。目前带TEC的激光器同时又满足工温应用的多为BOX封装，该封装方案成本较高。基于TO封装的激光器，天然具有成本优势，但是由于TO内部空间以及TEC尺寸的限制，导致TO封装的控温效果较差，进而无法满足MWDM波长的应用。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于TO封装的带制冷激光器及其封装方法，用于解决目前针对带热电致冷器（TEC）TO封装的激光器，由于TEC冷端31和热端32不能与基座热面进行很好的分离，导致TO封装的控温效果较差，进而无法满足MWDM波长的应用的技术问题。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于TO封装的带制冷激光器，该激光器包括：TO基座、热沉、热电制冷器TEC、钨铜块、DML激光器芯片；所述钨铜块为L型，包括垂直面和水平面，所述垂直面垂直于所述TO基座，所述水平面平行于所述TO基座，所述热电制冷器TEC包括冷端和热端，所述冷端与所述钨铜块的水平面底部固化连接，所述热端与所述TO基座固化连接；所述热沉包括第一热沉、第二热沉、第三热沉，所述第一热沉、所述第三热沉与所述TO基座垂直固化连接，所述第二热沉与所述钨铜块的垂直面连接；所述DML激光器芯片与所述第二热沉连接。
[0006]进一步的，所述第二热沉上带有过孔，所述过孔包括对称设置于所述第二热沉上端的第一过孔，以及对称设置于所述第二热沉下端的第二过孔，所述第一过孔以及所述第二过孔上镀有金属化层，用于通过所述第一过孔以及所述第二过孔使所述第二热沉的正反两面金层相连接，所述第二热沉通过导电银胶与所述钨铜块的垂直面固化连接。
[0007]进一步的，所述第二热沉上预置有焊料片，所述DML激光器芯片通过所述焊料片与所述第二热沉固化连接。
[0008]进一步的，所述第一热沉上设置有第三过孔、第四过孔，所述第三过孔用于通过导线与所述第二热沉的所述第一过孔建立可拆卸连接，所述第四过孔用于通过导线与所述第二热沉的所述第二过孔建立可拆卸连接；
所述第三热沉上设置有第五过孔、第六过孔，所述第五过孔用于通过导线与所述第二热沉的所述第一过孔建立可拆卸连接，所述第六过孔用于通过导线与所述第二热沉的所述第二过孔建立可拆卸连接。
[0009]进一步的，激光器还包括热敏电阻、背光监控探测器芯片、垫片；在所述钨铜块垂直面上配置有凹槽，所述热敏电阻设置于所述凹槽内；所述背光监控探测器芯片和所述垫片与所述钨铜块的水平面连接。
[0010]进一步的，所述热敏电阻、所述背光监控探测器芯片、所述垫片与所述钨铜块通过导电银胶固化连接。
[0011]进一步的，所述TO基座表面对称设有2个第一引脚、2个第二引脚、2个第三引脚，所述第一引脚、所述第二引脚、所述第三引脚底部设有绝缘层，所述2个第一引脚分别与所述第一热沉和所述第三热沉固化连接，用于驱动所述DML激光器芯片发射光信号，所述2个第二引脚分别用于通过导线与所述背光监控探测器芯片和所述垫片建立可拆卸连接，所述2个第三引脚分别用于通过导线与所述热电制冷器TEC正负极建立可拆卸连接。
[0012]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种应用上述基于TO封装的带制冷激光器的封装方法，该方法包括：按照预设封装位置创建TO基座、热沉、热电制冷器TEC、钨铜块、DML激光器芯片、热敏电阻、背光监控探测器芯片以及垫片之间的物理连接；根据预设接线规则创建所述TO基座、所述热沉、所述热电制冷器TEC、所述钨铜块、所述DML激光器芯片、所述热敏电阻、所述背光监控探测器芯片以及所述垫片之间的电路连接；在纯氮环境中为所述TO基座封帽，形成产品物理保护，气氛保护和光路定型，最终形成基于TO封装的带制冷激光器。
[0013]进一步的，所述按照预设封装位置创建TO基座、热沉、热电制冷器TEC、钨铜块、DML激光器芯片、热敏电阻、背光监控探测器芯片以及垫片之间的物理连接，具体包括：将第一热沉、第三热沉以及热电制冷器TEC的热端固化连接于所述TO基座上；通过设备升温加热第二热沉上预置的焊料片，利用所述焊料片将所述DML激光器芯片固化于所述第二热沉上；利用导电银胶将所述第二热沉固化连接在所述钨铜块的垂直面上；利用导电银胶将所述热敏电阻固化连接在所述钨铜块垂直面的凹槽内，将所述背光监控探测器芯片、所述垫片固化连接在所述钨铜块的水平面上。
[0014]进一步的，所述根据预设接线规则创建所述TO基座、所述热沉、所述热电制冷器TEC、所述钨铜块、所述DML激光器芯片、所述热敏电阻、所述背光监控探测器芯片以及所述垫片之间的电路连接，具体包括：将所述第一热沉和所述第二热沉、所述第二热沉和所述第三热沉通过导线连接，所述连接包括地线连接和与第一引脚的信号线连接，所述信号线连接用于驱动所述DML激光器芯片发光；将所述热敏电阻的正极与所述垫片的一端通过导线连接，所述热敏电阻的负极通过所述钨铜块的水平面与地线连接，所述垫片的另一端与其中一个第二引脚连接；将所述背光监控探测器芯片的正极与另一个第二引脚连接，所述背光监控探测器
芯片的负极通过所述钨铜块的水平面与地线连接；将所述热电制冷器TEC的正极和负极分别与第三引脚连接。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术可通过设置L型包括垂直面和水平面的钨铜块以及三个独立的陶瓷热沉，使钨铜块的水平面与热电制冷器TEC的冷端固化连接，钨铜块的垂直面设置有第二热沉，在第二热沉上连接有DML激光器芯片。与所述TO基座垂直固化连接的第一热沉和第三热沉，分别与第二热沉通过导线建立可拆卸连接。通过此种设置方式，可使热电致冷器（TEC）冷端和热端能够与基座热面进行很好的分离，避免热电致冷器（TEC）热端的热量大量传至DML激光器芯片上，影响DML激光器芯片的性能。通过本专利技术，可实现激光器的温度可控，进而提高TO封装的控温效果，使其能够在工温环境下更好地满足MWDM波长的应用。
[0016]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0017]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于TO封装的带制冷激光器，其特征在于，包括：TO基座（1）、热沉（2）、热电制冷器TEC（3）、钨铜块（4）、DML激光器芯片（5）；所述钨铜块（4）为L型，包括垂直面（41）和水平面（42），所述垂直面（41）垂直于所述TO基座（1），所述水平面（42）平行于所述TO基座（1），所述热电制冷器TEC（3）包括冷端（31）和热端（32），所述冷端（31）与所述钨铜块（4）的水平面（42）底部固化连接，所述热端（32）与所述TO基座（1）固化连接；所述热沉（2）包括第一热沉（21）、第二热沉（22）、第三热沉（23），所述第一热沉（21）、所述第三热沉（23）与所述TO基座（1）垂直固化连接，所述第二热沉（22）与所述钨铜块（4）的垂直面（41）连接；所述DML激光器芯片（5）与所述第二热沉（22）连接。2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述第二热沉（22）上带有过孔，所述过孔包括对称设置于所述第二热沉（22）上端的第一过孔（221），以及对称设置于所述第二热沉（22）下端的第二过孔（222），所述第一过孔（221）以及所述第二过孔（222）上镀有金属化层，用于通过所述第一过孔（221）以及所述第二过孔（222）使所述第二热沉（22）的正反两面金层相连接，所述第二热沉（22）通过导电银胶与所述钨铜块（4）的垂直面（41）固化连接。3.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述第二热沉（22）上预置有焊料片，所述DML激光器芯片（5）通过所述焊料片与所述第二热沉（22）固化连接。4.根据权利要求2所述的激光器，其特征在于，所述第一热沉（21）上设置有第三过孔（211）、第四过孔（212），所述第三过孔（211）用于通过导线与所述第二热沉（22）的所述第一过孔（221）建立可拆卸连接，所述第四过孔（212）用于通过导线与所述第二热沉（22）的所述第二过孔（222）建立可拆卸连接；所述第三热沉（23）上设置有第五过孔（231）、第六过孔（232），所述第五过孔（231）用于通过导线与所述第二热沉（22）的所述第一过孔（221）建立可拆卸连接，所述第六过孔（232）用于通过导线与所述第二热沉（22）的所述第二过孔（222）建立可拆卸连接。5.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，还包括热敏电阻（6）、背光监控探测器芯片（7）、垫片（8）；在所述钨铜块（4）垂直面（41）上配置有凹槽（43），所述热敏电阻（6）设置于所述凹槽（43）内；所述背光监控探测器芯片（7）和所述垫片（8）与所述钨铜块（4）的水平面（42）连接。6.根据权利要求5所述的激光器，其特征在于，所述热敏电阻（6）、所述背光监控探测器芯片（7）、所述垫片（8）与所述钨铜块（4）通过导电银胶固化连接。7.根据权利要求6所述的激光器，其特征在于，所述TO基座（1）表面对称设有2个第一引脚（11）、2个第二引脚（12）、2个第三引脚（13），所述第一引脚（11）、所述第二引脚（12）、所述第三引脚（13）底部设有绝缘层，所述2个第...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘倚红，钱诚，张烜，王永虎，王任凡，
申请(专利权)人：武汉敏芯半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。